'5G 주파수 간섭 차단 필터' 스티커처럼 붙여서 쓴다

표준과학연구원, 외국산보다 성능·가격면에서 월등

표준과학연구원 물리표준본부 황인준 선임연구원이 개발한 얇은 필름 형태의 5G 주파수 필터를 들고 있다. 표준과학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 스티커처럼 붙여 반영구적으로 사용 가능한 '5G 주파수 필터'를 개발했다. 연구진은 이 필터가 외국산 제품보다 성능이 뛰어나고 가격이 저렴해 산업 현장에 즉시 투입이 가능하다고 설명했다.

한국표준과학연구원(KRISS)이 통신사 간 주파수 간섭을 개선해 5G 통신품질을 높여줄 '5G 주파수 필터'를 개발했다고 30일 밝혔다.

융합연구진은 이번에 개발한 필터를 상용 수준의 5G 안테나와 결합해 테스트했다. 그결과 외국산 필터보다 대역폭, 손실특성, 주파수 선택특성 등에서 더욱 우수한 성능을 나타냈다.

융합연구진이 개발한 '5G 주파수 필터'는 명함 두께 4분의 1인 50㎛(마이크로미터, 100만분의 1m) 정도로 매우 얇은 필름 형태다. 연구진에 따르면, 필터와 안테나를 연결하는 추가 공정이 필요한 외국산과 달리, 단일층 금속판 형태로 제작돼 유연하고 스티커처럼 탈부착할 수 있다.

홍영표 박사는 이날 "융합연구진이 개발한 필터는 고성능, 저비용, 획기적 설계방법으로 5G 주파수 필터 시장의 판도를 바꿀 경쟁력 있는 제품"이라고 설명했다. 홍 박사는 또한 "이 기술은 5G 안테나 빔포밍 기술뿐만 아니라 국방 스텔스 기술 등에도 쓰일 수 있다"고 말했다.

5G 안테나(좌)와 인공지능을 기반으로 설계한 5G 주파수 필터(메타표면 필터). 표준과학연구원 제공

연구진이 개발한 필터는 '메타표면 필터'라고 하는데, 2차원 표면에 미세하고 복잡한 단위 구조를 주기적으로 배열해 전자파나 빛의 반사, 굴절, 투과 등의 성질을 조절하는 구조이다.

이번 연구 완성을 위해 개발된 요소기술은 통신 분야의 저명한 국제학술지(IEEE Access)에 지난 2월 게재됐으며, 인공지능(AI) 기반 설계기술은 특허로 출원됐다.

한편, 5G 통신품질을 높이기 위해서는 주파수 상호간섭을 최소화하는 고성능 필터가 필요하다. 5G의 핵심기술로 꼽히는 밀리미터파 5G의 통신 성능을 향상하려면, 통신사별로 주파수 대역을 명확하게 구분해야 한다.

이상적인 필터는 특정 주파수 사이에서는 신호를 모두 통과시키고 그 외의 주파수 대역에서는 신호를 완전히 차단한다.

대규모 다중입출력 기술을 활용하는 5G 기지국 통신장비에는 안테나 수만큼 많은 필터가 사용된다.

시장의 80% 이상을 점유한 외국산 제품의 경우, 안테나와 필터를 연결할 때 체결 및 접합 같은 조립 과정이 필요해 필터 간 품질 편차가 발생할 수 있다.

[e-mail] 김만기 기자